Représentation hybride du modèle numérique pour la gestion d'un patrimoine bâti dit ancien
Résumé
Ce projet de recherche explore et repousse les limites inhérentes à la représentation numérique du bâti ancien dans la préparation et le suivi de travaux de rénovation. A Cluny, l'Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers est logée en partie dans les bâtiments de l'ancienne abbaye clunisienne. La représentation numérique d'un bâtiment permet d'archiver la connaissance tout au long de son cycle de vie. L'édifice, datant du XVIIIème siècle, est classé aux monuments historiques. En matière de rénovation les opérations sont strictement encadrées. L'étude de cas portera sur l'isolation intérieure d'un bureau au niveau de la baie ancienne. Elle consiste en l'ajout d'une surfenêtre. Dans la construction neuve, les industriels utilisent de plus en plus la maquette numérique pour capitaliser la connaissance selon les trois dimensions que sont : l'espace, le temps et les domaines d'expertise. Mais la modélisation des données du bâtiment (Building Information Modeling) tarde à s'imposer au patrimoine ancien. Ceci s'explique par la double limite des outils logiciels dans la description géométrique et paramétrique du bâti. Les outils logiciels s'améliorent mais la représentation du réel est toujours, par les procédés de rétro conception, approximée. Les recherches dans le domaine de la reconnaissance automatique de formes sont peu avancées pour le moment et une proportion importante d'opérations relève encore de procédés manuels. Pour autant la maquette numérique s'avère être un outil fédérateur qui rend exhaustive la définition d'un édifice architecturale, depuis la conception jusqu'aux opérations de rénovation/réhabilitation. C'est pourquoi nous nous sommes posé la question de la représentation numérique du bâti ancien : Comment combler l'écart entre une modélisation idéale (géométriquement) mais précise en terme paramétrique et la configuration réelle du bâti étudié ? Faisant le pari qu'à long terme la montée en puissance des algorithmes de conception inverse permettrait de combler cet écart, les investigations porteront à court terme sur les modalités de manipulation sur site de deux modèles complémentaires : la maquette numérique et le maillage issu de l'acquisition laser de l'existant. Nous nous posons d'une part la problématique de l'intégration du bâti ancien dans un flux de travail qui suit l'ouvrage au long de son cycle de vie ; nous nous intéressons d'autre part à la manipulation sur site de ces outils en contexte de réalité mixte. Pour ce faire, nous allons bâtir une nouvelle expérience de réalité mixte qui s'inspire de la précédente [1]. L'utilisateur endossera le rôle de gestionnaire de patrimoine et nous comparerons 2 situations : Il sera immergé dans un CAVE diffusant un flux d'images stéréoscopiques ou muni d'un casque de type HMD et d'un gamepad : il interagira avec la maquette virtuelle et il lui sera demandé de réaliser plusieurs tâches qui tendront à étayer les modalités de mise à disposition d'un modèle ou de l'autre. On parlera de calque de représentation. Pour cette expérience, nous réaliserons le scan complet du bureau ; une attention particulière sera portée à la saisie de la zone de rénovation (encadrement de la fenêtre). L'application de réalité mixte est portée sur le moteur 3D Unity avec une refonte complète de l'interface utilisateur. Les fonctions principales auxquelles l'utilisateur aura accès seront : La prise de mesures, la visualisation de données simulées, la visualisation de données mesurées, accès aux calques de représentation (relevé de l'existant/modélisation idéalisée), accès et édition de certains paramètres de la base de données (l'objectif visé étant de développer les éditions bidirectionnelles modeleur-moteur 3D), gestion de l'environnement lumineux. Cette étude apportera de nouveaux éléments dans les modalités de passage de la maquette numérique (modeleur architectural) à la maquette virtuelle (expérience 3D temps réel).